Способность металла воспринимать действующие нагрузки не разрушаясь

Обновлено: 21.09.2024

В глубокой древности люди познакомились с железом, которое содержалось в метеоритах. Египтяне называли этот металл небесным, а греки и жители Северного Кавказа – звёздным. Метеоритное железо вначале ценилось гораздо выше золота. Железные украшения носили в то время самые знатные и богатые люди (Слайд 1).

2. Актуализация знаний.

Ребята, вспомните из курса 5 класса, в чём отличие металла от древесины?

Приведите примеры изделий из металла?

Можно ли в современной жизни обойтись без изделий из металла?

А для чего нужны металлические изделия?

Формирование новых знаний.

С развитием металлургической промышленности значительно возрос объем металлических изделий: возводят металлические каркасы промышленных и гражданских зданий, мосты, изготавливают арматуру, а также различные предметы, необходимые в домашнем хозяйстве: посуду, украшения, заклепки, болты, гайки и многое другое. Но металлы, ребята, используют не в чистом виде, а в виде сплавов, так как сплавы обладают лучшими свойствами в отличие от металлов. Сплавы получают путем смешивания в расплавленном состоянии двух или нескольких металлов в точно определенном соотношении.

Все металлы и сплавы делятся на 2 основные группы: чёрные и цветные (Слайд 2)

Ребята, как вы думаете какая тема нашего урока?

Мы будем говорить не просто о металлах и сплавах, а о свойствах чёрных и цветных металлов и сплавов.

Правильный выбор подходящего для изделия металла или сплава можно сделать, зная его свойства. Обратите внимание на таблицу №1 (См. приложение 1).

Все свойства металлов и сплавов делятся на четыре большие группы. Назовите их.

Видите как много свойств, но мы будем говорить о некоторых механических и технологических свойствах (Слайд 3).

Положите перед собой таблицу №2 (См. приложение 2).

Внимательно посмотрите и перечислите механические свойства.

А теперь, ребята, некоторые свойства мы с вами проверим.

Прочность - способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки, не разрушаясь.

Например, если сделанные нами санки не разрушаются, то они прочные.

Твердость - свойства материала сопротивляться внедрению в него другого более твёрдого материала.

Для демонстрации свойства, я сделаю углубления в металлической и медной пластине одинаковым ударом, глубина углубления в медной пластине, как видите, будет больше. Это говорит о том, что сталь твёрже меди. Это свойство применяют при изготовлении инструмента. Например, сверлом сверлят металл, напильником срезают определённый слой металла.

Упругость - свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия на них внешних сил.

Если положить на две опоры металлическую линейку и в центре её поместить груз, то она прогнётся, а после снятия груза – примет первоначальное положение. Я продемонстрировал: материал, из которого сделана линейка, обладает упругостью. Это свойство металла нашло применение при изготовлении пружин, рессор.

Пластичность – свойство металла или сплава изменять форму под действием внешних сил, не разрушаясь.

Например, если мы изогнём проволоку, и она у нас не разрушится, то выясним, что материал, из которого она сделана пластичный. Это свойство применяется при изготовлении проводов, проволоки и т.д.

Ребята, давайте вновь обратимся к таблице №2.

Какие свойства металлов и сплавов относятся к технологическим? (Слайд 3)

Ковкость - свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара. Это свойство металла использовалось с давних времён. На уроках истории вы изучаете события, происходившие в средние века. Каким был в то время основной вид транспорта?

Коней использовали и в качестве рабочей силы, и в качестве средства передвижения. Чтобы их копыта не стирались, их подковывали. Ковали оружие, орудия труда и предметы быта. Эти работы выполняли кузнецы. Свойство ковкости металла применяется и в современной жизни. Вот такие красивые и оригинальные работы выполняют современные мастера(Слайд 4)

Жидкотекучесть - это свойство металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму.

Свариваемость - это свойство металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии. (Демонстрация видеоролика)

Обрабатываемость резанием - это свойство металла или сплава подвергаться обработке резанием различными инструментами (Демонстрация видеоролика)

Практическая часть

1. Представление проекта

Трое учеников нашего класса работали над реализацией проекта “Совок для мусора”. Миша представит нам этот проект. Ваша задача – подумать, опираясь на таблицу№2: Какими свойствами обладает материал, из которого сделан совок. (Выступление ученика с проектом)

Итак, какими свойствами обладает изделие?

2. Закрепление знаний.

Распределитесь на 3 группы и разгадайте кроссворд (См. приложение 3). Назовите ключевое слово по вертикали.

3. Обработка резанием.

Одно из свойств металлов - Обрабатываемость резанием мы проверим на практике. Но, сначала вспомним правила техники безопасности.

Ребята, перед вами два образца: из стали и меди. Попробуйте их обработать резанием. Сначала образец №1, а затем – образец №2.

Рефлексия учебной деятельности.

Сделайте вывод об обрабатываемости каждого образца.

Какое свойство вы проверили на практике?

Какими ещё свойствами обладают чёрные и цветные металлы и сплавы?

2.Домашнее задание. О свойствах, применении металлов и сплавов вы прочитаете самостоятельно в опорных конспектах и заполните таблицу в рабочих листах (См. приложение 4, 5).

3. Оценка практической работы учащихся.

Приложение 1

Таблица № 1.СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Физические	Механические	Химические	Технологические
блеск	прочность	коррозийная стойкость	ковкость
плотность	твёрдость	окисляемость	жидкотекучесть
электропроводность	упругость	растворимость	обрабатываемость резанием
температура плавления	пластичность	свариваемость
намагничиваемость

Приложение 2

Таблица №2. СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Механические свойства	Технологические свойства
1. Прочность 2. Твердость 3. Упругость 4. Пластичность	1. Ковкость. 2. Жидкотекучесть. 3. Обрабатываемость резанием. 4. Свариваемость.

Приложение 3

1.Свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара.

3. Свойство сопротивляться внедрению в него другого более твёрдого материала

4. Способность металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии.

5. Свойство металла или сплава изменять форму под действием внешних сил, не разрушаясь.

6.Свойство металла восстанавливать форму после снятия нагрузки.

2. Сплав железа с углеродом.

Приложение 4

Опорный конспект по теме “Металлы и сплавы”

Задание. Прочитайте и заполните таблицу рабочего листа.

Сталь– сплав железа с содержанием углерода менее 2 % (прочность, пластичность).

Чугун – сплав железа с содержанием углерода от 2 % до 4% (хрупкость, жидкотекучесть). Применяется для отлива станков, радиаторов отопления и других целей. Наиболее распространёнными являются цветные металлы:

Медь – металл красного цвета. Обладает такими свойствами:

- хорошо проводит электрический ток;

- легко поддаётся обработке;

- устойчив к коррозии.

Применяется медь для изготовления проводов и других электротехнических изделий.

Алюминий – лёгкий металл серебристого цвета; его свойства:- устойчив к коррозии;

Изделия в конструкциях из алюминиевых сплавов при ударе не дают искр, обладают антимагнитностью, огне- и сейсмоустойчивостью. Они экономичны по профилю, имеют также хороший внешний вид и не требуют дополнительной отделки лицевой поверхности, легко обрабатывается резанием.

Алюминиевые сплавы применяют в ограждающих и несущих конструкциях для окон, дверей, солнцезащитных устройств.

Алюминий широко применяется в авиации, электротехнике, строительстве, быту и других видах деятельности человека.

Наиболее распространёнными сплавами цветных металлов являются:

Латунь – сплав меди с цинком (жёлтого цвета), отличающаяся:

Применяется латунь для изготовления деталей, работающих в условиях повышенной влажности.

Бронза – сплав меди с различными химическими элементами, главным образом со свинцом. Алюминием. Оловом и др.. желто-красного цвета. Имеет следующие свойства:

- хорошо обрабатывается резанием.

Применяется бронза для изготовления водопроводных кранов. В электротехнике, при отливе художественных произведений и др.

Дюралюминий – сплав алюминия с медью, магнием, цинком и др. серебристого цвета. Обладает такими способностями:

Лекция по теме "СТРОЕНИЕ,СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И МЕТОДЫ ИХ ИСПЫТАНИЯ"

Металлы – один из классов конструкционных материалов, характеризующийся определенным набором свойств:

К физическим свойствам металлов относят плотность, температуру плавления, цвет, блеск, непрозрачность, теплопроводность, электропроводность, тепловое расширение. По плотности металлы разделяют на легкие (до 3000 кг/м 3 ) и тяжелые (от 6000 кг/м 3 и выше); по температуре плавления — на легкоплавкие (до 973 К) и тугоплавкие (свыше 1173 К). Каждый металл или сплав обладает определенным, присущим ему цветом.

Прочность — способность металла в определенных условиях и пределах не разрушаясь воспринимать те или иные воздействия, нагрузки. Это свойство учитывается при изготовлении и проектировании изделий, выборе того или иного металла, сплава. Наибольшее напряжение, которое может выдержать металл, не разрушаясь, называют пределом прочности, или временным сопротивлением разрыву. Образцы для измерения прочности подвергают испытанию на специальной разрывной машине, которая постепенно, с возрастающей силой растягивает образец до полного разрыва.

Упругость — свойство металла восстанавливать свою форму после прекращения действия внешних сил, вызвавших деформацию. Наибольшее напряжение, после которого металл возвращается к своей первоначальной форме, называют пределом упругости. Если при дальнейшем повышении нагрузки напряжение превышает предел упругости и удлинение сохраняется после разгрузки образца, такое состояние называют остаточным удлинением. Далее наступает предел текучести, т.е. образец продолжает удлиняться без увеличения нагрузки.

Пластичность — свойство металла под действием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточные (пластические) деформации после устранения этих сил . Данное свойство также определяется и измеряется на разрывной машине. Высокой пластичностью обладают золото, серебро, платина и их сплавы. Менее пластичны медь, алюминий, свинец. Это свойство металлов имеет большое значение в давильном и штамповочном производстве, волочении, прокатке.

Твердость — свойство металлов сопротивляться проникновению в них другого тела под действием внешней нагрузки, что необходимо учитывать при выборе инструментов для обработки металлов резанием. Например, важно знать твердость обрабатываемого металла, чтобы подобрать соответствующую фрезу или сверло. Испытания металлов на твердость проводят на специальных приборах — твердометрах.

Выносливость — свойство металлов сопротивляться действию повторных нагрузок . Температурные условия значительно влияют на механические свойства металлов: при нагревании их прочность понижается, а пластичность увеличивается; при охлаждений некоторые металлы становятся хрупкими, например, сталь некоторых марок, цинк и его сплавы. Нехладноломкими являются алюминий и медь.

Хрупкость — некоторые металлы обладают хрупкостью и при нормальных условиях, примером является серый чугун. В производстве изделий учитывается способность металлов поддаваться обработке, т.е. такие их технологические свойства, как ковкость, жидкотекучесть, литейная усадка, свариваемость, спекаемость, обрабатываемость резанием и некоторые другие.

Ковкость — способность металлов подвергаться ковке и другим видам обработки давлением (прокатке, прессованию, волочению, штамповке). Металлы могут коваться в холодном состоянии (золото, серебро, медь), а также в горячем (сталь).

Износостойкость – способность материала сопротивляться поверхностному разрушению под действием внешнего трения.

Коррозионная стойкость – способность материала сопротивляться действию агрессивных кислотных, щелочных сред.

Жаростойкость – это способность материала сопротивляться окислению в газовой среде при высокой температуре.

Жаропрочность – это способность материала сохранять свои свойства при высоких температурах.

Хладостойкость – способность материала сохранять пластические свойства при отрицательных температурах.

Антифрикционность – способность материала прирабатываться к другому материалу.

Жидкотекучесть — свойство расплавленного металла заполнять литейную форму. Высокой жидкотекучестью обладают цинк и его сплавы, чугун, бронза, олово, силумин (сплав алюминия с кремнием), латунь, некоторые магниевые сплавы. Низкой жидкотекучестью обладают сталь, красная медь, чистое серебро.

Литейная усадка —уменьшение объема металла при переходе из жидкого состояния в твердое. Это необходимо учитывать при изготовлении формы для отливки. Отливка получается всегда меньше модели, по которой сделана форма. Металлы с большой усадкой для литья почти не используют.

Свариваемость — способность металла прочно соединяться путем местного нагрева и расплавления свариваемых кромок изделия. Сплавы свариваются труднее, чистые металлы — легче. Легко свариваются изделия из малоуглеродистой стали. Плохо поддаются сварке чугун и высокоуглеродистые легированные стали.

Из химических свойств металлов и их сплавов наиболее важными в производстве художественных изделий являются растворение (взаимодействие с кислотами и щелочами) и окисление (антикоррозийная стойкость, т.е.стойкость к воздействию окружающей среды — газов, воды и т.д.).

Растворение (разъедание) — способность металлов растворяться в сильных кислотах и едких щелочах. Это свойство широко используется в различных областях производства художественных изделий. Растворение бывает частичное и полное. Частичное применяется для создания чистой поверхности изделия.

Окисление — способность металлов соединяться с кислородом и образовывать окислы металлов.

Данные свойства обусловлены особенностями строения металлов.

Все металлы, затвердевающие в нормальных условиях, представляют собой кристаллические вещества, то есть укладка атомов в них характеризуется определённым порядком – периодичностью, как по различным направлениям, так и по различным плоскостям. Этот порядок определяется понятием кристаллическая решётка.

Другими словами, кристаллическая решетка это воображаемая пространственная решетка, в узлах которой располагаются частицы, образующие твердое тело.

Элементарная ячейка – элемент объёма из минимального числа атомов, многократным переносом которого в пространстве можно построить весь кристалл.

Элементарная ячейка характеризует особенности строения кристалла. Основными параметрами кристалла являются:

· размеры ребер элементарной ячейки. a, b, c – периоды решетки – расстояния между центрами ближайших атомов. В одном направлении выдерживаются строго определенными.

· углы между осями ().

· координационное число (К) указывает на число атомов, расположенных на ближайшем одинаковом расстоянии от любого атома в решетке.

· базис решетки количество атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку решетки.

Рис. Схема кристаллической решетки

Классификация возможных видов кристаллических решеток была проведена французским ученым О. Браве, соответственно они получили название «решетки Браве». Всего для кристаллических тел существует четырнадцать видов решеток, разбитых на четыре типа;

· примитивный – узлы решетки совпадают с вершинами элементарных ячеек;

· базоцентрированный – атомы занимают вершины ячеек и два места в противоположных гранях;

· объемно-центрированный – атомы занимают вершины ячеек и ее центр;

· гранецентрированный – атомы занимают вершины ячейки и центры всех шести граней

В металлических материалах, как правило, формируются три типа кристаллических решеток: объемноцентрированная кубическая (ОЦК), гранецентрированная кубическая (ГЦК) и гексагональная плотноупакованная (ГП). Элементарные ячейки ОЦК, ГЦК и ГП решеток показаны на рис. 9.

Рис. Типы кристаллических решеток металлов.

а) Г.Ц.К, б) О.Ц.К., в) Г.П.У.

Основными типами кристаллических реш¨ток являются:

Объемно - центрированная кубическая (ОЦК), атомы располагаются в вершинах куба и в его центре
Гранецентрированная кубическая (ГЦК), атомы располагаются в вершинах куба и по центру каждой из 6 граней
Гексагональная, в основании которой лежит шестиугольник:
- простая – атомы располагаются в вершинах ячейки и по центру 2 оснований (углерод в виде графита);
- плотноупакованная (ГПУ) – имеется 3 дополнительных атома в средней плоскости (цинк).

ОЦК решетку имеют такие металлы, как вольфрам, молибден, ниобий, низкотемпературные модификации железа, титана, щелочные металлы и ряд других металлов. Серебро, медь, алюминий, никель, высокотемпературная модификация железа и ряд других металлов имеют ГЦК решетку. ГП решетка у магния, цинка, кадмия, высокотемпературной модификации титана.

2. Физическая природа деформации металлов

Деформацией называется изменение формы и размеров тела под действием напряжений.

Напряжение – сила, действующая на единицу площади сечения детали.

Напряжения и вызываемые ими деформации могут возникать при действии на тело внешних сил растяжения, сжатия и т.д.,

Деформация металла под действием напряжений может быть упругой и пластической.

Упругой называется деформация, полностью исчезающая после снятия вызывающих ее напряжений.

При упругом деформировании изменяются расстояния между атомами металла в кристаллической решетке. Снятие нагрузки устраняет причину, вызвавшую изменение межатомного расстояния, атомы становятся на прежние места, и деформация исчезает.

Упругая деформация на диаграмме деформации характеризуется линией ОА (рис.).

Рис. Диаграмма зависимости деформации металла от действующих напряжений

Зависимость между упругой деформацией и напряжением выражается законом Гука

где: Е - модуль упругости.

Пластической или остаточной называется деформация после прекращения действия вызвавших ее напряжений.

В результате развития пластической деформации может произойти вязкое разрушение путем сдвига.

Механические свойства определяют поведение материала при деформации и разрушении от действия внешних нагрузок.

В зависимости от условий нагружения механические свойства могут определяться при:

статическом нагружении – нагрузка на образец возрастает медленно и плавно.

динамическом нагружении – нагрузка возрастает с большой скоростью, имеет ударный характер.

Прочность – способность материала сопротивляться деформациям и разрушению.

Испытания проводятся на специальных машинах, которые записывают диаграмму растяжения, выражающую зависимость удлинения образца (мм) от действующей нагрузки Р, т.е. .

Но для получения данных по механическим свойствам перестраивают: зависимость относительного удлинения от напряжения

Твердость – это сопротивление материала проникновению в его поверхность стандартного тела (индентора), не деформирующегося при испытании.

3. Методы определения твердости

О твердости судят либо по глубине проникновения индентора (метод Роквелла), либо по величине отпечатка от вдавливания (методы Бринелля, Виккерса, микротвердости).

Наибольшее распространение получили методы Бринелля, Роквелла, Виккерса. Схемы испытаний представлены на рис. 7.1.

Рис. Схемы определения твердости: а – по Бринеллю; б – по Роквеллу; в – по Виккерсу

3.1. Твердость по Бринеллю ( ГОСТ 9012)

Испытание проводят на твердомере Бринелля (рис.7.1 а)

В качестве индентора используется стальной закаленный шарик диаметром D 2,5; 5; 10 мм, в зависимости от толщины изделия.

Нагрузка Р, в зависимости от диаметра шарика и измеряемой твердости: для термически обработанной стали и чугуна – , литой бронзы и латуни – , алюминия и других очень мягких металлов – .

Продолжительность выдержки: для стали и чугуна – 10 с, для латуни и бронзы – 30 с.

Полученный отпечаток измеряется в двух направлениях при помощи лупы Бринелля.

Твердость определяется как отношение приложенной нагрузки Р к сферической поверхности отпечатка F:

Стандартными условиями являются D = 10 мм; Р = 3000 кгс; = 10 с. В этом случае твердость по Бринеллю обозначается НВ 250, в других случаях указываются условия: НВ D / P / , НВ 5/ 250 /30 – 80.

3.2. Метод Роквелла ГОСТ 9013

Основан на вдавливании в поверхность наконечника под определенной нагрузкой (рис. 7.1 б)

Индентор для мягких материалов (до НВ 230) – стальной шарик диаметром 1/16” (1,6 мм), для более твердых материалов – конус алмазный.

Нагружение осуществляется в два этапа. Сначала прикладывается предварительная нагрузка (10 ктс) для плотного соприкосновения наконечника с образцом. Затем прикладывается основная нагрузка Р₁, втечение некоторого времени действует общая рабочая нагрузка Р. После снятия основной нагрузки определяют значение твердости по глубине остаточного вдавливания наконечника h под нагрузкой.

В зависимости от природы материала используют три шкалы твердости (табл. 7.1)

Шкалы для определения твердости по Роквеллу

3.3. Метод Виккерса

Твердость определяется по величине отпечатка (рис.7.1 в).

В качестве индентора используется алмазная четырехгранная пирамида.с углом при вершине 136 o .

Твердость рассчитывается как отношение приложенной нагрузки P к площади поверхности отпечатка F:

Нагрузка Р составляет 5…100 кгс. Диагональ отпечатка d измеряется при помощи микроскопа, установленного на приборе.

Преимущество данного способа в том, что можно измерять твердость любых материалов, тонкие изделия, поверхностные слои. Высокая точность и чувствительность метода.

Способ микротвердости – для определения твердости отдельных структурных составляющих и фаз сплава, очень тонких поверхностных слоев (сотые доли миллиметра).

Аналогичен способу Виккерса. Индентор – пирамида меньших размеров, нагрузки при вдавливании Р составляют 5…500 гс

3.4. Метод царапания.

Алмазным конусом, пирамидой или шариком наносится царапина, которая является мерой. При нанесении царапин на другие материалы и сравнении их с мерой судят о твердости материала.

Можно нанести царапину шириной 10 мм под действием определенной нагрузки. Наблюдают за величиной нагрузки, которая дает эту ширину.

3.5. Динамический метод (по Шору)

Шарик бросают на поверхность с заданной высоты, он отскакивает на определенную величину. Чем больше величина отскока, тем тверже материал.

§ 14. Свойства чёрных и цветных металлов. Свойства искусственных материалов

Металл как конструкционный материал играет огромную роль в жизни человека.

В 5 классе вы ознакомились с тонколистовым металлом и проволокой, с технологиями их получения и обработки, изготовили изделия из этих материалов. Однако не все задуманные вами в 6 классе творческие проекты можно выполнить, опираясь лишь на полученные ранее знания и умения.

Чтобы изготовить проектное изделие из металла, вам необходимо продолжить изучение свойств чёрных и цветных металлов, способов и приёмов резания, рубки и опиливания металлических заготовок.

Прежде чем приступить к изготовлению какого-либо изделия, нужно выбрать наиболее подходящий для него материал. Металлы в технике применяют, как правило, не в чистом виде, а в виде сплавов. Их получают путём смешивания в расплавленном состоянии двух или нескольких металлов в точно определённом соотношении. Правильно выбрать для изготовления изделия металл или сплав можно лишь зная его свойства.

Каждый металл и сплав обладает определёнными механическими и технологическими свойствами.

К механическим свойствам относят прочность, твёрдость, упругость, пластичность.

Прочность — способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки не разрушаясь. Например, если сделанные вами подвески для стенда не разрушаются от его веса при закреплении на стене, значит, они обладают достаточной прочностью.

Твёрдость — свойство материала сопротивляться внедрению в него другого, более твёрдого материала. Например, если в стальной или медной пластине сделать лунки с помощью кернера, ударив по нему молотком с одинаковым усилием, то в медной пластине глубина лунки будет больше, чем в стальной. Это свидетельствует о том, что сталь твёрже меди.

Упругость — свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия на него внешних сил. Если положить на две опоры металлическую линейку и в центре её поместить небольшой груз, то она немного прогнётся, а после снятия груза примет первоначальное положение. Это доказывает, что материал, из которого сделана линейка, обладает упругостью.

Пластичность — способность изменять форму под действием каких-либо нагрузок не разрушаясь. Это свойство используют при правке, гибке, прокатке, штамповке заготовок.

К технологическим свойствам относят ковкость, жидкотеку-честь, обрабатываемость резанием, свариваемость и др.

Ковкость — свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара. Это свойство основано на использовании механического свойства — пластичности.

Жидкотекучесть — свойство металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму, что позволяет получать плотные отливки.

Обрабатываемость резанием — свойство металла или сплава поддаваться обработке резанием разными инструментами.

Свариваемость — свойство металлов соединяться в пластичном или расплавленном состоянии.

Коррозионная стойкость — свойство металлов и сплавов противостоять коррозии (ржавчине).

Все металлы и сплавы подразделяют на чёрные и цветные (рис. 58). К чёрным относят железо и сплавы на его основе — сталь и чугун. Все остальные металлы и сплавы — цветные.

Рис. 58. Металлы: а — алюминий; б — медь; сплавы металлов: в — сталь; г — чугун; д — латунь; е — бронза

Часто сплавы обладают лучшими свойствами, чем их составные части. Например, чистое железо имеет очень низкую прочность, а сплавы железа с углеродом — более высокую. Если углерода в сплаве меньше 2 %, то такой сплав называется сталью (см. рис. 58, в). Если углерода от 2 до 6,7 %, то это — чугун (см. рис. 58, г).

В зависимости от свойств стали делят на конструкционные и инструментальные. Из конструкционной стали делают детали машин и конструкций. Инструментальные стали имеют в своём составе хром, вольфрам и другие металлы, поэтому они обладают очень высокой твёрдостью. Из них изготовляют режущие инструменты для обработки металлов.

Чугун — хрупкий сплав, в связи с чем его используют для производства изделий, которые впоследствии не будут подвергаться ударам. Чугун отличается хорошей жидкотекучестью, поэтому из него получают сложные и качественные отливки: станины станков, радиаторы отопления и другие изделия.

Наиболее распространённые цветные металлы — это алюминий и медь (см. рис. 58, а, б).

Алюминий — лёгкий металл серебристого цвета, широко используемый. Он хорошо сопротивляется коррозии и его легко обрабатывать. Алюминий и его сплавы применяют в авиации, электротехнике, строительстве, быту и т. п.

Медь — металл красного цвета. Это пластичный материал, хорошо проводящий электрический ток. Он легко поддаётся обработке и устойчив к коррозии. Из меди делают электрические провода и другие электротехнические изделия.

Из цветных сплавов широко используются в технике латунь, бронза (см. рис. 58, д, е), дюралюминий и др.

Латунь — сплав меди с цинком, жёлтого цвета. Обладает высокой пластичностью, твёрдостью и коррозионной стойкостью. Применяется для изготовления деталей, работающих в условиях повышенной влажности, и в электротехнике.

Бронза — сплав меди со свинцом, алюминием, оловом и другими элементами, жёлтокрасного цвета. Имеет высокую прочность, твёрдость, хорошо режется и обладает коррозионной стойкостью. Применяется для изготовления водопроводных кранов и зубчатых колёс, в электротехнике, для отливки художественных изделий (например, скульптур, украшений и других изделий).

Дюралюминий — сплав алюминия с медью, магнием, цинком и другими элементами, серебристого цвета. Хорошо поддаётся обработке, обладает высокой коррозионной стойкостью. Применяется в авиации, машиностроении и строительстве, где требуются лёгкие и прочные конструкции.

В 5 классе вы кратко ознакомились с искусственными материалами — пластмассами, состоящими из сложных веществ — полимеров, получаемых на предприятиях химической промышленности. Эти материалы при изготовлении (формовании) изделий нагревают, в результате чего они становятся пластичными, а при охлаждении — стеклообразными.

Кроме полимера, пластмассы содержат добавки: наполнители, пластификаторы, красители и др. Наполнители необходимы для придания пластмассе таких свойств, как прочность и устойчивость к высоким температурам. Пластификаторы повышают пластичность материала, а красители позволяют окрасить пластмассу в разные цвета.

Пластмассы хорошо обрабатываются, поэтому из них изготовляют разнообразные изделия: посуду, бытовые приборы, мебель, трубы, спортивный инвентарь, предметы интерьера и многое другое.

Лабораторно-практическая работа № 14

Ознакомление со свойствами металлов и сплавов, искусственных материалов

Рассмотрите образцы металлов и сплавов, определите их цвет.
Положите справа от себя образцы из чёрных металлов и сплавов, а слева — из цветных. Определите вид металлов, из которых сделаны образцы.
Проделайте опыт: растяните и отпустите пружины из стальной (закалённой) и медной проволоки. Сделайте вывод об упругости стали и меди.
Положите на плиту для рубки металла образцы из стальной и алюминиевой проволоки и попытайтесь расплющить их молотком. Сделайте вывод о ковкости стали и алюминия.
Закрепите в тисках стальной и латунный образцы и проведите по ним напильником. Сделайте вывод об обрабатываемости стали и латуни.

Найдите в Интернете, какие искусственные материалы человек применяет в науке, технике, повседневной жизни.

Новые слова и понятия

Свойства металлов: механические (прочность, твёрдость, упругость, пластичность), технологические (ковкость, жидкотекучесть, обрабатываемость резанием, свариваемость, коррозионная стойкость); чёрные металлы (сталь, чугун); цветные металлы (алюминий, медь, латунь, бронза, дюралюминий); полимеры.

Презентация к уроку свойства металлов

Металл — это вещество, обладающее ярким блеском и хорошей проводимостью тепла и электричества.
Сплав — макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов.

Свойства черных и цветных металлов
Тема урока:

Цель урока:
изучить механические и технологические свойства металлов в ходе исследовательской деятельности.

Заполните кластер
Свойства металлов

Механические свойства металлов
ПРОЧНОСТЬ
способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки не разрушаясь

Механические свойства металлов
ТВЁРДОСТЬ
свойство металла сопротивляться внедрению в него другого, более твёрдого материала

Механические свойства металлов
УПРУГОСТЬ
свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия на них внешних сил

Механические свойства металлов
ПЛАСТИЧНОСТЬ
способность изменять форму под действием каких-либо нагрузок не разрушаясь

Технологические свойства металлов
Свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара
к
в
о
о
к
ь
т
с

Технологические свойства металлов
Свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара
к
о
в
к
о
с
т
ь

Технологические свойства металлов
Свойства металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму
д
о
к
ж
и
у
т
к
е
с
е
ь
т
ч

Технологические свойства металлов
Свойства металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму
к
и
ж
ь
д
с
т
о
т
е
к
у
ч
е

Технологические свойства металлов
Свойство металла или сплава подвергаться обработке резаньем разными инструментами
б
а
е
н
ь
м
ы
т
з
в
е
е
р
с
м
т
ь
о
а
р
а
о
б
а

Технологические свойства металлов
Свойство металла или сплава подвергаться обработке резаньем разными инструментами
ы
ь
т
в
м
а
а
е
м
о
с
т
е
н
а
з
е
р
б
а
р
б
о
ь

Технологические свойства металлов
Свойство металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии
а
с
м
в
и
т
р
е
с
е
ь
т
о

Технологические свойства металлов
Свойство металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии
и
в
р
в
с
а
а
т
ь
е
м
о
с

Технологические свойства металлов
Свойство металлов и сплавов противостоять коррозии не разрушаясь
о
й
н
о
и
а
н
я
т
с
о
к
с
т
ь
к
о
р
о
р
з

Технологические свойства металлов
Свойство металлов и сплавов противостоять коррозии не разрушаясь
и
с
о
й
з
н
н
а
я
ь
т
о
к
о
т
о
р
р
о
к
с

Заполните кластер
Свойства металлов
механические
технологические
прочность
пластичность
твердость
упругость
ковкость
коррозионная стойкость
свариваемость
обрабатываемость резаньем
жидкотекучесть

Какие механические свойства металла иллюстрируют данные картинки
1
2
3
4
Проверь себя

Какие механические свойства металла иллюстрируют данные картинки
1
2
3
4
твердость
упругость
пластичность
прочность

Какие технологические свойства металла иллюстрируют данные картинки
1
2
3
4
Проверь себя
5

Какие технологические свойства металла иллюстрируют данные картинки
3. коррозионная
стойкость
2. жидко-
текучесть
1. ковкость
4. обрабатываемость
резаньем
5. свариваемость

Сопоставьте механические свойства металлов и их определения
ПРОЧНОСТЬ
способность металла или сплава воспринимать действующие нагрузки не разрушаясь
ТВЁРДОСТЬ
свойство металла сопротивляться внедрению в него другого, более твёрдого материала
УПРУГОСТЬ
свойство металла или сплава восстанавливать первоначальную форму после прекращения действия на них внешних сил
ПЛАСТИЧНОСТЬ
способность изменять форму под действием каких-либо нагрузок не разрушаясь

КОВКОСТЬ
Свойство металла или сплава получать новую форму под действием удара
ЖИДКОТЕКУЧЕСТЬ
Свойства металла в расплавленном состоянии хорошо заполнять литейную форму
ОБРАБАТЫВАЕМОСТЬ РЕЗАНЬЕМ
Свойство металла или сплава подвергаться обработке резаньем разными инструментами
СВАРИВАЕМОСТЬ
Свойство металла соединяться в пластичном или расплавленном состоянии
КОРРОЗИОННАЯ СТОЙКОСТЬ
Свойство металлов и сплавов противостоять коррозии не разрушаясь
Сопоставьте технологические свойства металлов и их определения

Сопоставьте сплав и его составляющие
дюралюминий
латунь
сталь
чугун
бронза
Сплав железа менее, чем с
1 % углерода
Сплав железа с 2-6,7 % водорода
Сплав меди с алюминием
Сплав меди со свинцом, алюминием, цинком
Сплав алюминия с медью, марганцем, цинком

Исправьте ошибки в определении
дюралюминий
латунь
сталь
чугун
бронза
Сплав железа менее, чем с
2 % углерода
Сплав железа с 2-6,7 % углерода
Сплав меди с цинком
Сплав меди со свинцом, алюминием, оловом
Сплав алюминия с медью, магнием, цинком

Рассмотрите образцы металлов и сплавов, определите их цвет.
Положите справа от себя образцы из чёрных металлов и сплавов, а слева - из цветных. Определите вид металлов, из которых сделаны образцы.
Проделайте опыт: растяните и отпустите пружины из стальной и медной проволоки. Сделайте вывод об упругости стали и меди.
Положите на плиту для рубки метала образцы из стальной и алюминиевой проволоки и попытайтесь расплющить их молотком. Сделайте вывод о ковкости стали и алюминия.
Закрепите в тисках стальной и латунный образцы и проведите по ним напильником. Сделайте вывод об обрабатываемости стали и латуни.
Лабораторно-практическая работа
«Сравнение свойств
различных металлов и сплавов»

ТВОРЧЕСКИХ
ВАМ
УСПЕХОВ!

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Читайте также: